一種含酚醛泡沫碎料的阻燃復(fù)合板、其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種阻燃材料，具體涉及一種利用難降解材料的廢料回收再利用制得的阻燃復(fù)合板。本發(fā)明還涉及上述阻燃復(fù)合板的制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]酚醛泡沫是一種具有優(yōu)異的防火難燃、低煙低毒和較高的熱穩(wěn)定特性的熱固性隔熱保溫塑料，隨著國家對(duì)保溫材料阻燃方面的要求，酚醛泡沫因其阻燃效果好，得到了廣泛的應(yīng)用。然而在酚醛泡沫搬運(yùn)過程中因其脆性而發(fā)生碰撞破損，在安裝、裁切時(shí)產(chǎn)生廢料、邊角料以及在產(chǎn)品使用后廢棄等原因，產(chǎn)生出大量的酚醛泡沫碎料，而對(duì)這些硬質(zhì)酚醛泡沫邊角碎料的處理，是現(xiàn)在廢料回收再利用領(lǐng)域的課題之一。
[0003]目前建筑裝飾裝修中廣泛使用的纖維板是采用熱磨機(jī)發(fā)熱磨削木片而得到的木質(zhì)纖維料經(jīng)與膠黏劑混合壓制而成。其中經(jīng)過熱磨的木纖維含有大量的木粉小顆粒，與膠黏劑混合后所制備的板材容易吸潮變形。而且阻燃板材所需要施加的阻燃劑量大，通常為12?15wt%，無疑造成阻燃板材成本高昂。
[0004]本發(fā)明中利用纖維與酚醛泡沫、膠黏劑等的混合料置于第一阻燃板和第二阻燃板之間，熱壓制得一種具有阻燃性能的復(fù)合板，其生產(chǎn)成本低廉、安全環(huán)保、阻燃性能優(yōu)，改善了酚醛泡沫利用時(shí)易產(chǎn)生的脫粉、強(qiáng)度低以及產(chǎn)品低附加值的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種利用酚醛泡沫制得的阻燃性能優(yōu)良的板材，其還具有結(jié)構(gòu)簡單、保溫性能好、強(qiáng)度高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種阻燃復(fù)合板，將含酚醛泡沫碎料粉末、纖維和膠黏劑的混合料置于第一阻燃板材和第二阻燃板材之間，然后熱壓而成。其中，所述混合料中，所述酸醛泡沫碎料粉末的量為40?80質(zhì)量份，所述纖維的量為10?50質(zhì)量份，所述膠黏劑的量為6?10質(zhì)量份。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，將上述的包含酚醛泡沫碎料粉末、纖維和膠黏劑的混合料置于第一阻燃板材和第二阻燃板材之間，進(jìn)行熱壓得到所述復(fù)合板，通過控制所述混合料中各組分的比例，就能夠制得具有良好阻燃性能、強(qiáng)度、粘結(jié)牢固性等優(yōu)點(diǎn)的阻燃復(fù)合板。成型的復(fù)合板相當(dāng)于多層材料，中間層為阻燃纖維與酚醛泡沫碎料粉末等混合而成，上下面層分別為第一和第二阻燃板材貼面。制品具有強(qiáng)度高，不易變形，阻燃性能好等特性。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述纖維選自礦物質(zhì)纖維和經(jīng)阻燃處理的綠色纖維中的至少一種，優(yōu)選選自玄武巖纖維、玻璃纖維和經(jīng)阻燃處理的木、竹、麻、秸桿中的一種或多種。所述纖維起增強(qiáng)作用，也可稱為增強(qiáng)纖維。在一個(gè)具體的實(shí)例中，所述纖維的平均長度為10?25mm，平均直徑為50?600 μ m。所述酚醛泡沫碎料部分能吸附在纖維的表面或之間。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，對(duì)所述綠色纖維的阻燃處理，可以使用本領(lǐng)域內(nèi)的常規(guī)技術(shù)處理，如采用阻燃劑進(jìn)行處理，如將阻燃劑與綠色纖維進(jìn)行混合。阻燃劑的施加量為4?8質(zhì)量份，此處是相對(duì)于100份的混合料而言。優(yōu)選所述阻燃劑選自三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽、聚磷酸銨、磷酸二氫銨和磷酸銨二胺中的至少一種。所述阻燃劑可為粉體或液體。根據(jù)本發(fā)明，阻燃劑的用量少，但所得板材仍然具有良好的阻燃性能。本發(fā)明對(duì)阻燃劑來源沒有特殊限制，可商購，也可以按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法制備。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述膠黏劑為不產(chǎn)生甲醛的膠黏劑，如可采用二異氰酸酯膠黏劑。采用不產(chǎn)生甲醛的膠黏劑能夠在為板材提供高的粘結(jié)強(qiáng)度的同時(shí)，避免甲醛的產(chǎn)生，避免了板材在后期釋放毒性氣體，提高了板材的安全性。由于二異氰酸酯中含有的不飽和鍵的NCO基團(tuán)能夠與多種基團(tuán)反應(yīng)，產(chǎn)生化學(xué)鍵，因此具有優(yōu)良的化學(xué)粘合力，能夠?qū)⒏鹘M分牢牢地粘結(jié)在一起，且粘結(jié)強(qiáng)度高。此外，膠黏劑的用量少，在低施膠量的基礎(chǔ)上，達(dá)到良好的粘接效果，且具有良好的尺寸穩(wěn)定性。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，所述酚醛泡沫碎料粉末具有良好的阻燃性能，且其質(zhì)量輕、受熱不熔化且吸水率低。同時(shí)，酚醛泡沫碎料粉末能夠與所述纖維更好地混合，有利于提高板材的機(jī)械性能和阻燃性能。在一個(gè)具體實(shí)施例，所述酚醛泡沫碎料粉末的粒徑大小為10?400目，粒徑小，從而有利于其與所述纖維更均勻的混合。優(yōu)選將酚醛泡沫碎料粉末的含水率控制在小于5%。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，所述第一阻燃板材和第二阻燃板材相同或不同，選自阻燃性木質(zhì)材料、阻燃塑料板和金屬面材，優(yōu)選選自阻燃性裝飾薄木、阻燃性單板、阻燃性纖維板、阻燃性膠合板、阻燃性木塑復(fù)合板、三聚氰胺高壓裝飾板、鋁板和彩鋼板中的至少一種。優(yōu)選所述第一阻燃板材和第二阻燃板材的厚度可控制在0.8?3mm。所述第一阻燃板材和第二阻燃板材可以為所述復(fù)合板提供基材，同時(shí)也可起到裝飾的作用，表層質(zhì)量提高、強(qiáng)度大大增加。所得到的板材具有強(qiáng)度高，耐磨性強(qiáng)，不易變形等特性。本發(fā)明對(duì)所述的阻燃板材來源及顏色沒有特殊限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)要求進(jìn)行選擇。所述第一阻燃板材或第二阻燃板材并不僅限于一層，當(dāng)有多層時(shí)，其厚度也適當(dāng)拓展，有利于得到應(yīng)用范圍更廣的復(fù)合板。
[0013]本發(fā)明中的術(shù)語，如纖維、薄木、單板、木塑復(fù)合板、膠合板、纖維板等等為本領(lǐng)域內(nèi)常用的術(shù)語，如GB/T 18259?2009中也有限定，其品種規(guī)格在本領(lǐng)域已知，此處不再贅述。
[0014]本發(fā)明中利用纖維與酚醛泡沫混合，不使用阻燃劑(當(dāng)使用礦物質(zhì)纖維時(shí))或少使用阻燃劑(對(duì)綠色纖維進(jìn)行阻燃處理時(shí)，能夠降低了阻燃劑施加量，減少約6?8wt%的質(zhì)量份)；利用無甲醛產(chǎn)生的二異氰酸酯作為膠黏劑，粘合能力強(qiáng)，且不產(chǎn)生甲醛；采用第一和第二阻燃板材能夠提高板材的表層質(zhì)量和增加強(qiáng)度，經(jīng)過一次混合熱壓成型，最終得到一種生產(chǎn)成本低廉、安全環(huán)保、阻燃性能優(yōu)的阻燃復(fù)合板，改善酚醛泡沫利用產(chǎn)生的脫粉、強(qiáng)度低以及產(chǎn)品低附加值的問題。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，還提供了一種制備阻燃復(fù)合板的方法，包括以下步驟:
[0016]I)粉碎酚醛泡沫碎料；
[0017]2)將纖維與所述酚醛泡沫粉末混合，在混合的過程中，施加膠黏劑，得到混合料；
[0018]3)將所述混合料鋪裝在所述第一阻燃板材上，然后進(jìn)行預(yù)壓，形成板坯；
[0019]4)然后將第二阻燃板材置于所述板坯上，進(jìn)行熱壓成型；
[0020]5)進(jìn)行后處理，得到所述復(fù)合板。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，在所述步驟(I)中，所述粉碎，可以采用壓縮、沖擊、摩擦或剪切等方式。比如:球磨機(jī)、研磨機(jī)或粉碎機(jī)等。粉碎后的酚醛泡沫碎料粉末粒徑大小為10?400目。所述酚醛泡沫碎料粉末的含水率小于5%。
[0022]在所述步驟(2)中，所述纖維選自礦物質(zhì)纖維和經(jīng)阻燃處理的綠色纖維中的至少一種，優(yōu)選選自玄武巖纖維、玻璃纖維和經(jīng)阻燃處理的木、竹、麻、秸桿中的一種或多種。在一個(gè)具體的實(shí)例中，所述纖維的平均長度為10?25mm，平均直徑為50?600 μ m。所述酚醛泡沫碎料部分能吸附在纖維的表面或之間。對(duì)所述綠色纖維的阻燃處理，可以使用本領(lǐng)域內(nèi)的常規(guī)技術(shù)處理，如采用阻燃劑進(jìn)行處理，阻燃劑的施加量為4?8質(zhì)量份。優(yōu)選所述阻燃劑選自三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽、聚磷酸銨、磷酸二氫銨和磷酸銨二胺中的至少一種。所述阻燃劑可為粉體或液體。當(dāng)阻燃劑為粉體時(shí)，其粒徑也控制在500目的篩余不大于5%。所述纖維的含水率應(yīng)控制在小于8%。當(dāng)所述的纖維為礦物質(zhì)纖維時(shí)，可直接混合。所用的膠為不產(chǎn)生甲醛的膠黏劑。采用的施加膠黏劑的方式可為噴膠。施膠量為4?8質(zhì)量份。所述的混合可通過機(jī)械分散混合，使混合更加均勻。所述混合料的含水率控制在在6?8%左右。
[0023]在所述步驟3)中，所述預(yù)壓的壓力為0.2?0.6MPa，預(yù)壓的時(shí)間為4?10s，從而以便于達(dá)到更好的效果。所述第一阻燃板材選自阻燃性木質(zhì)材料、阻燃塑料板和金屬面材，優(yōu)選選自阻燃性裝飾薄木、阻燃性單板、阻燃纖維板、阻燃性膠合板、阻燃木塑復(fù)合板、三聚氰胺高壓裝飾板、鋁板和彩鋼板中的至少一種。優(yōu)選所述第一阻燃板材的厚度可控制在 0.8 ?3mm。
[0024]在所述步驟4)中，根據(jù)選擇的不同材質(zhì)板材決定熱壓溫度及壓力，優(yōu)選熱壓的溫度為135?165°C，熱壓的壓力為2.0?3.5MPa。所述的第二阻燃板材與第一阻燃板材可相同或不同，選自阻燃性木質(zhì)材料、阻燃塑料板和金屬面材，優(yōu)選選自阻燃性裝飾薄木、阻燃性單板、阻燃纖維板、阻燃性膠合板、阻燃木塑復(fù)合板、三聚氰胺高壓裝飾板、鋁板和彩鋼板中的至少一種。所述的第二阻燃板材得厚度控制在0.8?3mm。
[0025]在所述步驟5)中，包括將后處理為本領(lǐng)域常規(guī)的后處理步驟，如切除邊角、冷卻、砂光等，然后存放。
[0026]根據(jù)本發(fā)明所得復(fù)合板，其尺寸可設(shè)定，如所述的阻燃復(fù)合板厚度可壓制至5_，最大厚度不限，優(yōu)選的，壓制后復(fù)合板厚度小于50mm。制得的復(fù)合板，尺寸穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高，阻燃性能好。
[0027]本發(fā)明所用酚醛泡沫來源廣泛，生產(chǎn)工藝簡單，原料只需要一次混合即可熱壓成型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所述板材靜曲強(qiáng)度高，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度高，氧指數(shù)高，最大煙密度值低，阻燃效果優(yōu)異，還具有良好的機(jī)械強(qiáng)度以及粘結(jié)強(qiáng)度。所得板材具有強(qiáng)度高、耐磨性強(qiáng)和不易變形等特性。本發(fā)明中的制造設(shè)備可利用現(xiàn)有纖維板生產(chǎn)設(shè)備，在原有設(shè)備上添加I?2臺(tái)鋪裝設(shè)備即可完成。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，還提供了上述的阻燃復(fù)合板或上述方法制備的復(fù)合板在保溫阻燃材料中的應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明提供的阻燃復(fù)合板，其具有優(yōu)良的阻燃性、保溫性能和尺寸穩(wěn)定性、低的吸水率，具有良好的裝飾性能，能夠用作保溫阻燃材料，可用于多種領(lǐng)域，如建筑、裝飾、裝修等。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明所述的阻燃復(fù)合板內(nèi)部組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
[0031]測(cè)試和表征:
[0032](I)根據(jù)GB/T 18958?2013方法測(cè)定容重、含水率、吸水厚度膨脹率、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度；其中用容重(g/cm3)表示壓實(shí)效果，這一數(shù)值越大表示壓實(shí)效果越好；
[0033](2)根據(jù)GB 1465?2005方法測(cè)定靜曲強(qiáng)度；
[0034](3)根據(jù)GB/T 2406.2?2009方法測(cè)定氧指數(shù)；用氧指數(shù)表示材料是否容易燃燒，>30%表示為難燃材料(BI級(jí))；